Explicação do forno de oxigênio básico:o motor da produção moderna de aço

Um forno básico de oxigênio (BOF) é o maquinário usado para purificação de ferro-gusa, oxidando impurezas em escória e convertendo o restante em aço fundido com injeção de oxigênio. É o principal método usado para produção de aço em todo o mundo. O aço produzido é testado quimicamente e pode ser modificado posteriormente pela adição de ligas. O processo é denominado forno básico de oxigênio devido à alcalinidade do refratário e à adição de materiais alcalinos durante a produção.

Um calor, ou batelada, começa com a própria estrutura do forno, ou seja, um recipiente alongado. O recipiente é revestido com materiais refratários alcalinos, como magnesita e cal queimada. O refratário é necessário para que o recipiente resista às temperaturas extremas e ao alto nível de oxidação que ocorre no forno básico de oxigênio.

O forno é inclinado em um ângulo e carregado, ou preenchido, com cerca de um terço de sucata de aço e dois terços de ferro-gusa fundido que foi liquefeito em um alto-forno. São adicionados fluxos de cal ou dolomita. Um programa de computador utiliza a análise química do ferro-gusa para determinar as proporções ideais de ferro, sucata de aço e fluxos e para programar o tempo de sopro de oxigênio.

A mistura é exposta a uma corrente de oxigênio puro soprada através de um tubo resfriado a água por cerca de 20 minutos. A altura da ponta da corrente de oxigênio no recipiente pode ser ajustada durante o sopro. O processo é controlado e monitorado por um computador.

O carbono e o silício da mistura oxidam e criam um grande volume de calor que derrete a sucata. Esta reação química aumenta rapidamente a temperatura no forno de oxigênio básico para cerca de 3.000° Fahrenheit (1.649° Celsius). O silício oxidado transforma-se em sílica e combina-se com os fluxos para formar escória. O teor de enxofre e fósforo do ferro é absorvido pela escória. O monóxido de carbono e o dióxido de carbono criados pelo processo são exauridos através de equipamentos de controle de poluição.

Após o sopro de oxigênio, o forno contém camadas de aço fundido e escória. O recipiente é inclinado para permitir amostragem e teste do material purificado. Um recipiente pré-aquecido chamado concha é colocado abaixo do forno básico de oxigênio. O aço fundido é batido ou derramado na concha. Os detectores funcionam para evitar que qualquer escória se misture com o aço. O aço pode ser alterado com ligas de ferro, silício ou manganês para usos específicos ou ser enviado para fundição sem modificações adicionais.

Depois que todo o aço é aproveitado, a escória é despejada em um recipiente separado. A escória é resfriada e deixada estabilizar por alguns meses. Após este período, a escória pode ser triturada para uso posterior, muitas vezes como agregado para projetos de construção.

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